Astronomía, divulgación, descubrimientos, ecología, innovación...
ACIDOSIS
La acidez del entorno celular puede alterar su funcionamiento interno sin modificar su pH. Un estudio describe la cadena de señales que conecta este cambio externo con fallos en el sistema de transporte celular y su implicación en enfermedades como cáncer, diabetes e infecciones.
Un estudio liderado por la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) describe el mecanismo mecano-químico por el cual la acidez del entorno celular desestabiliza los microtúbulos, las 'avenidas' que organizan el tráfico interno de las células. Este hallazgo resulta clave para comprender patologías como el cáncer, la diabetes o determinados procesos infecciosos, donde la acidosis extracelular es un rasgo distintivo en los tejidos.
El citoesqueleto de las células es, en esencia, como su armazón y motor. Se compone de tres estructuras principales: los filamentos intermedios (que proporcionan resistencia mecánica y al estrés), los filamentos de actina (que controlan la forma y el movimiento celular) y los microtúbulos. "Se podría decir que los microtúbulos en las células equivalen a las avenidas en una gran ciudad, ya que sirven como rutas para prácticamente la totalidad del transporte que ocurre en su interior", explica uno de los autores del estudio, Armando del Río, investigador del departamento de Neurociencia y Ciencias Biomédicas en la UC3M.
El pH es de vital importancia para las células, ya que afecta a casi todos sus procesos bioquímicos internos. Hasta ahora, los estudios sobre el efecto del pH en los microtúbulos se realizaban in vitro con estructuras aisladas de lisados celulares completos, lo que solo permitía ver el efecto directo del cambio de pH intracelular. Sin embargo, las células tienen un sistema muy sofisticado que mantiene su pH interno neutro y constante. Y se desconocía cómo el pH externo (la acidez del medio que rodea a la célula) podía tomar el control de este sistema de forma indirecta.
El equipo de la UC3M, con la colaboración de investigadores de las universidades Autónoma de Madrid y la de Tampere (Finlandia), ha desvelado este misterio en el estudio publicado en Journal of the American Chemical Society (JACS). En el trabajo, describen un nuevo mecanismo molecular que conecta la acidosis extracelular con la estabilidad de los microtúbulos y la organización de orgánulos clave, como el aparato de Golgi.
"La importancia de nuestro trabajo radica en descubrir cómo la acidez extracelular puede interferir directamente con el sistema de transporte interno de la célula", señala otro de los autores, Ander Bastida Urkiza, también del departamento de Neurociencia y Ciencias Biomédicas de la UC3M.
Este descubrimiento no solo supone un hito en biología celular básica, sino que abre importantes vías en la medicina clínica, dado que la acidosis extracelular es un rasgo distintivo de múltiples enfermedades que alteran la función celular normal debido a desequilibrios metabólicos.
Por ejemplo, en el cáncer, las células tumorales presentan altas tasas metabólicas y un suministro deficiente de oxígeno, lo que hace que el tejido que rodea el núcleo del tumor sea altamente ácido. Enfermedades crónicas como la diabetes alteran de forma sistémica el equilibrio del pH. Y ciertos procesos infecciosos inducen un metabolismo anaeróbico en los tejidos afectados, generando acidosis láctica.
El trabajo identifica a la integrina β1, una proteína de la superficie celular, como un sensor de la acidez externa. Cuando el entorno se vuelve ácido, se produce un cambio químico en esta molécula que activa una cadena de señalización —en la que participan RhoA, ROCK y CRMP-2— y transmite el efecto al interior de la célula, provocando la desestabilización de los microtúbulos.
"Siguiendo la analogía, la acidez exterior deteriora las vías por las que circula el transporte interno de la célula. Al dañarse estos caminos, los componentes celulares pierden su organización y el aparato de Golgi —el centro logístico y de empaquetado— se descoloca y pierde su estructura, lo que interrumpe los envíos internos", explica Dariusz Lachowski, otro de los coautores de la UC3M.
El proyecto combina distintas aproximaciones experimentales para analizar la dinámica de los microtúbulos, como microscopía de fluorescencia de reflexión interna total y seguimiento de cometas proteicos. Además, el equipo empleó un dispositivo magneto-mecánico desarrollado en la UC3M que permite reproducir las propiedades físicas de los tejidos vivos y vincular la acidosis con la mecanotransducción celular.
Los resultados abren nuevas preguntas en investigación básica, como el efecto de la acidez sobre los motores moleculares —kinesina y dineína— que transportan vesículas. A largo plazo, este mecanismo puede servir como modelo para profundizar en el transporte celular y orientar el desarrollo de fármacos dirigidos a proteger el funcionamiento interno de la célula en contextos patológicos.
Referencia:
Lachowski, Dariusz et al. "Acidosis Regulates Microtubule Dynamics via the β1 Integrin/RhoA/CRMP-2 Axis".J. Am. Chem. Soc.,2026